JPH10145337A - 光波長多重伝送システム及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光波長多重伝送システム及びその装置に関
し、光波長逸脱によるチャネル間クロストークの検出及
び光信号の急な挿抜によるオーバ／アンダシュートの悪
影響の抑制を課題とする。 【解決手段】 光波長多重信号の分岐光よりある波長の
光信号を抽出し、該信号に含まれる高周波主信号成分と
これに一定割合で重畳されている低周波制御信号成分の
各信号レベルを検出し、各信号レベルが一定の関係（振
幅比）にない事によりクロストークを検出する。又は全
波長信号の信号レベルを検出し、各信号レベルが一様で
ない事によりクロストークを検出する。又はある波長の
光信号に重畳されている制御信号を復調し、該復調の不
調等によりクロストークを検出する。また光波長多重伝
送路に挿抜する光信号の挿入／抜撤時の光信号レベルを
緩やかに変化させる事により、光波長多重信号の出力一
定制御を行っている光増幅器におけるオーバ／アンダシ
ュートの発生を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光波長多重伝送シス
テム及びその装置に関し、更に詳しくは各波長の光信号
を光波長多重して送信し、必要なら光伝送路の光波長多
重信号を光増幅して中継・交換し、光伝送路の光波長多
重信号を各波長の光信号に分波して各波長の光信号を受
信する光波長多重伝送システム及びその装置に関する。

【０００２】近年、伝送容量の拡大と柔軟なネットワー
クの構築のため、光波長多重(WDM :Wavelength Divisio
n Multiplexing)伝送システムが検討されている。光波
長多重伝送システムでは、各光波長を個別の通信チャネ
ルとして利用できるので、大容量の光信号の光路を切り
替えて通信し、柔軟かつ高速のネットワークを構築でき
る。

【０００３】

【従来の技術】図１３，図１４は従来技術を説明する図
（１），（２）で、図１３は従来の光波長多重伝送シス
テムを構成する光中継器の構成を示している。光伝送網
より各波長λ１〜λ６の光信号λ１〜λ６が光中継器に
入力する。なお、波長λ１には各単一波長λ１１〜λ１
６が合波されている場合もある。波長λ２〜λ６につい
ても同様である。但し、以下の説明では説明の簡単のた
めに各光信号λ１〜λ６は夫々単一波長とする。

【０００４】各光信号λ１〜λ６は光合波器で合波（光
波長多重）され、光増幅器に入力する。光増幅器は、例
えばエルビウムドープファイバを備え、該ファイバは励
起用レーザダイオード（ＬＤ）からの励起光により励起
されている。光波長多重光信号はエルビウムドープファ
イバで光増幅され、光分岐を介して光分波器に至る。更
に光分波器で各波長の光信号λ１〜λ６に分波され、光
クロスコネクトスイッチによりスイッチング（光交換）
される。

【０００５】この場合に、上記光増幅器は、入力の光波
長多重信号を光波長多重数に応じた光出力一定制御の下
で光増幅することにより、各波長の光出力一定制御を能
率良く実現している。具体的に言うと、増幅後の光信号
より分岐された分岐光λ１〜λ６はフォトディテクタＰ
Ｄで光電変換され、更にレベル検出部ＬＶＤにより光波
長多重光信号の信号レベル（振幅レベル）が検出され
る。該検出レベルは差動アンプＤＡで基準レベルＲＥＦ
（例えば合波チャネル数ｍ×チャネル当たりの基準レベ
ル△ＲＥＦ）と比較され、その誤差信号が差動アンプＤ
Ａにより増幅されて前記励起用ＬＤに負帰還される。こ
れによりエルビウムドープファイバの光出力は一定制御
され、よって各波長信号λ１〜λ６の光出力も一定制御
される。

【０００６】ところで、この種のシステムでは、例えば
光信号λ１〜λｍで通信中に、送信機の挿抜（又は送信
の開始／停止）により例えば光信号λ１が挿抜されるこ
とがある。ここままでは、上記光波長多重信号の光出力
一定制御により、各波長の光出力はｍ／（ｍ＋１）又は
ｍ／（ｍ−１）に変化してしまう。係る場合には、中継
器制御部は、網側よりその旨の知らせを受けて基準レベ
ルＲＥＦをＲＥＦ±△ＲＥＦに変更することにより、各
波長の光信号はレベル一定に保たれる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、この種の光
波長多重伝送システムでは、上記異なる波長の光信号が
１つの光ファイバに入るため、ある光波長の信号が所定
の割当波長から逸脱して別のチャネルの波長に近くなる
と、光受信機ではその光は干渉（雑音）となり伝送品質
が著しく劣化する問題があった。

【０００８】また、上記の如く光増幅器により光波長多
重信号の出力一定制御を行う方式では、ある光信号の突
然の挿抜に対して光増幅器が適正に応答できず、光増幅
器の出力にオーバシュート／アンダシュートが発生する
問題があった。以下、これを具体的説明する。図１４は
従来の光増幅器の動作タイミングチャートを示してお
り、図１４（Ａ）は光信号（光送信機）が挿入された場
合を示している。例えば光信号λ１，λ２の通信中に光
信号λ３が急に挿入されると、基準レベルＲＥＦを変更
してもそのタイミング誤差等により、負帰還系が過敏に
応答して光増幅器の出力は図示の如く一時的に低下して
いた。

【０００９】図１４（Ｂ）は光信号（光送信機）が削除
された場合を示している。例えば光信号λ１，λ２の通
信中に光信号λ３が急に削除されると、基準レベルＲＥ
Ｆを変更してもそのタイミング誤差等により、負帰還系
が過敏に応答して光増幅器の出力は図示の如く一時的に
上昇していた。上記いずれにしても光増幅器におけるこ
の様なオーバシュート／アンダシュートの増幅作用は、
他の通信中チャネルλ１，λ２の各光信号レベルに悪影
響を与えるばかりか、装置を劣化させる可能性があっ
た。

【００１０】本発明の目的は、光波長逸脱によるチャネ
ル間のクロストークを有効に検出すると共に、光信号の
急な挿抜による影響を有効に抑制する光波長多重伝送シ
ステム及びその装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題は例えば図１
（Ａ）の構成により解決される。即ち、本発明（１）の
光波長多重伝送システムは、各波長の光信号を送信する
複数の光送信装置ＯＳと、各光送信装置の出力信号を合
波して光伝送路に送出する光合波器と、必要なら光伝送
路の光波長多重信号を光増幅する光増幅器と、光伝送路
の光波長多重信号を各波長の光信号に分波する光分波器
と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装置
ＯＲとを備える光波長多重伝送システムにおいて、前記
光送信装置ＯＳは高ビットレートの光主信号に低周波の
光制御信号を一定の割合で重畳して送信すると共に、光
伝送路における光波長多重信号の一部を光分岐して該分
岐光より所望単一波長の光信号を抽出し、かつ該抽出光
信号の光電変換信号を高周波の主信号成分と低周波の制
御信号成分とに分離して各分離信号の信号レベルを検出
すると共に、得られた各信号レベルが一定の関係にない
ことにより光信号間のクロストークを検出するクロスト
ーク検出手段を備えるものである。

【００１２】本発明（１）においては、光送信装置ＯＳ
は高ビットレートの光主信号に低周波の光制御信号を一
定の割合で重畳して送信する。従って、通常ならある波
長の光信号からは主信号成分の信号レベルに対し一定割
合の制御信号成分の信号レベルが検出される筈である。
しかし、ある波長の光信号に他のチャネルより波長の逸
脱した光信号が混入した様な場合には、チャネル間の信
号干渉により、前記ある波長の主信号成分の信号レベル
とその制御信号成分の信号レベルとの間には一定の関係
（割合等）が得られない。同時に前記他のチャネルの主
信号成分の信号レベルとその制御信号成分の信号レベル
との間にも一定の関係（割合等）が得られない。

【００１３】従って、光波長多重信号の分岐光より所望
単一波長の光信号を抽出してその主信号成分の信号レベ
ルとその制御信号成分の信号レベルとの間の一定の関係
有無を調べることにより、クロストークの存在を有効に
検出できる。また本発明（２）の光波長多重伝送システ
ムは、各波長の光信号を送信する複数の光送信装置ＯＳ
と、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出
する光合波器と、必要なら光伝送路の光波長多重信号を
光増幅する光増幅器と、光伝送路の光波長多重信号を各
波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力
信号を受信する複数の光受信装置ＯＲとを備える光波長
多重伝送システムにおいて、光伝送路における光波長多
重信号の一部を光分岐して該分岐光より各波長の光信号
を抽出し、かつ各抽出光信号の光電変換信号につき夫々
信号レベルを検出すると共に、得られた各信号レベルが
一様でないことにより光信号間のクロストークを検出す
るクロストーク検出手段を備えるものである。

【００１４】本発明（２）においては、光分岐された光
波長多重信号の内の複数の光信号につき夫々信号レベル
を検出すると共に、得られた各信号レベルが一様か否か
を判別する。この種の光波長多重伝送システムでは、各
波長の光送信信号は各光送信装置において夫々光出力一
定制御されているので、正常なら上記検出した各信号レ
ベルは一定（一様）の筈である。

【００１５】しかし、ある波長の光信号に他のチャネル
より波長の逸脱した光信号が混入した様な場合には、チ
ャネル間の信号干渉により、前記ある波長の検出レベル
は他の正常なチャネルの検出レベルと異なる。同時に前
記他のチャネルの検出レベルも他の正常なチャネルの検
出レベルと異なる。上記いずれにしても、光波長多重信
号の分岐光より各波長の光信号を抽出してこれらの信号
レベル間の一様性有無を調べることにより、クロストー
クの存在を有効に検出できる。

【００１６】また本発明（３）の光波長多重伝送システ
ムは、各波長の光信号を送信する複数の光送信装置ＯＳ
と、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出
する光合波器と、必要なら光伝送路の光波長多重信号を
光増幅する光増幅器と、光伝送路の光波長多重信号を各
波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力
信号を受信する複数の光受信装置ＯＲとを備える光波長
多重伝送システムにおいて、前記光送信装置ＯＳは高ビ
ットレートの光主信号に低周波の光制御信号を一定の割
合で重畳して送信すると共に、光伝送路における光波長
多重信号の一部を光分岐して該分岐光より所望単一波長
の光信号を抽出し、かつ該抽出光信号の光電変換信号よ
り低周波の制御信号成を分離して制御信号を復調すると
共に、得られた制御信号が正常でないことにより光信号
間のクロストークを検出するクロストーク検出手段を備
えるものである。

【００１７】しかし、ある波長の光信号に他のチャネル
より波長の逸脱した光信号が混入した様な場合には、チ
ャネル間の信号干渉により、前記ある波長の制御信号は
正常に復調できない。同時に前記他のチャネルの制御信
号も正常に復調できない。従って、光波長多重信号の分
岐光より所望単一波長の光信号を抽出してその制御信号
の復調可否、又は復調されても誤りが多い、等の状態を
監視することにより、クロストークの存在を有効に検出
できる。

【００１８】また本発明（４）の光波長多重伝送システ
ムは、各波長の光信号を送信する複数の光送信装置ＯＳ
と、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出
する光合波器と、光伝送路の光波長多重信号を光波長多
重数に応じた光出力一定制御の下で光増幅する光増幅器
と、光増幅器の出力信号を各波長の光信号に分波する光
分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受
信装置ＯＲとを備える光波長多重伝送システムにおい
て、送信側単一波長の光信号経路に設けられ、該経路へ
の光信号の挿入／削除に際し、該光信号の増加／減少の
速度を緩やかに変化させる光振幅制御手段を備えるもの
である。

【００１９】この様な光振幅制御手段は、図示しない
が、光送信装置ＯＳの中、又は光送信装置ＯＳと光合波
器の間に設けられる。光信号の挿入／削除とは、光送信
装置（パッケージ）の挿抜、又は光送信装置の送信開始
／停止を意味する。光振幅制御手段は、光信号の挿入／
削除に際し、これに連動して光信号の増加／減少の速度
を緩やかに変化させる。光送信装置ＯＳの中では、光源
又は外部光変調器のバイアスを緩やかに変化させる方法
で光振幅制御手段を実現できる。またそれ以外の場所で
は、光経路に光透過率可変減衰器を挿入してその光透過
率を緩やかに変化させる方法で光振幅制御手段を実現で
きる。

【００２０】光信号の挿入／削除に際し、光信号の増加
／減少の速度を緩やかに変化させれば、光増幅器が光伝
送路の光波長多重信号を光波長多重数に応じた光出力一
定制御の下で光増幅していても、オーバシュート／アン
ダシュートの発生を有効に抑制できる。また本発明
（５）の光増幅器は、各波長の光信号を送信する複数の
光送信装置ＯＳと、各光送信装置の出力信号を合波して
光伝送路に送出する光合波器と、光伝送路の光波長多重
信号を光増幅する光増幅器と、光増幅器の出力信号を各
波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力
信号を受信する複数の光受信装置ＯＲとを備える光波長
多重伝送システムの前記光増幅器において、入力の光波
長多重信号を光増幅する光増幅部と、光増幅部の出力信
号の一部を光分岐して該分岐光より所望単一波長の光信
号を抽出し、かつ該抽出光信号の光電変換信号に基づき
その信号レベルを検出すると共に、該信号レベルが一定
となるように前記光増幅部の増幅利得を制御する利得制
御部とを備えるものである。

【００２１】本発明（５）の光増幅器においては、光増
幅部は入力の光波長多重信号を光増幅するが、利得制御
部は、光増幅後の分岐光より所望単一波長の光信号を抽
出し、該抽出光信号の光電変換信号に基づき検出した信
号レベルが一定となるように前記光増幅部の増幅利得を
制御する。即ち、光波長多重信号の出力一定制御では無
く、ある波長信号の出力一定制御により、結果として全
波長信号の出力一定制御を実現している。

【００２２】因みに、どの光信号を利得制御の基準とす
るかは、予め網側より知らされる。網側は、光増幅器に
入る光信号の波長数、光増幅後の所要光出力から、どの
光信号を利得制御対象にし、その出力制御値はいくらで
あるかを知らせる。従って、他の任意の光信号が挿入／
削除されても、その部分には関知しないのでオーバシュ
ート／アンダシュートは発生せず、常に全波長信号の出
力が一定に制御される。

【００２３】また本発明（６）の光増幅器は、各波長の
光信号を送信する複数の光送信装置ＯＳと、各光送信装
置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波器
と、光伝送路の光波長多重信号を光増幅する光増幅器
と、光増幅器の出力信号を各波長の光信号に分波する光
分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受
信装置ＯＲとを備える光波長多重伝送システムの前記光
増幅器において、入力の光波長多重信号を光増幅する光
増幅部と、光増幅部の出力信号の一部を光分岐して該分
岐光より各単一波長の光信号を抽出し、かつ各抽出光信
号の光電変換信号につき夫々信号レベルを検出すると共
に、これらの内の何れか１の信号レベルを選択し、該信
号レベルが一定となるように前記光増幅部の増幅利得を
制御する利得制御部とを備えるものである。

【００２４】本発明（６）の光増幅器においては、利得
制御部は、光増幅後の分岐光より各波長の光信号を抽出
し、得られた各信号レベルの中から１の信号レベルを選
択する構成となっている。一般に、光増幅後の分岐光よ
りある波長の光信号を抽出するには光フィルタを使用す
るが、単一の光フィルタでその波長選択性を変えるのは
困難であるため、例えばファブリペロー型光分波器を使
用すると共に、各分波信号を光電変換して各信号レベル
を検出し、これらの内の何れか１つをアナログスイチで
選択する構成とする。従って、実現容易である。

【００２５】好ましくは、本発明（７）においては、上
記本発明（５）又は（６）において、光増幅前の光波長
多重信号の一部を光分岐して該分岐光より各単一波長の
光信号を抽出し、かつ各抽出光信号の光電変換信号につ
き夫々信号レベルを検出すると共に、これらの内の光信
号が存在する何れか１のチャネル情報を選択し、これを
前記利得制御部における利得制御用光信号又は利得制御
用信号レベルの選択用信号となす光信号検出部を備え
る。

【００２６】本発明（７）によれば、光信号検出部は、
光増幅前の光波長多重信号に基づき、いずれのチャネル
に光信号が存在するかを自動的に検出し、そのチャネル
番号の情報を利得制御部に知らせる。従って、この場合
の光増幅器は、網側からの通知を受けなくても、自動的
に利得制御用光信号又は利得制御用信号レベルを選択で
きる。

【００２７】また、上記の課題は例えば図１（Ｂ）の構
成により解決される。即ち、本発明（８）の光中継装置
は、低周波光制御信号を重畳された各波長の光送信信号
を合波して光伝送路に送信する複数の光送端装置ＴＸ
と、複数の光送端装置の出力信号を合波すると共に、そ
の出力信号を光増幅し、かつその出力信号を前記合波し
た各光信号に分波し、必要なら光信号路の交換を行う光
中継装置と、光中継装置の出力信号を各波長の光受信信
号に分波して受信する複数の光受端装置ＲＸとを備える
光波長多重伝送システムの前記光中継装置において、光
増幅信号の一部を光分岐して該分岐光より所望単一波長
の光信号を抽出し、かつ該抽出光信号の光電変換信号を
高周波の主信号成分と低周波の制御信号成分とに分離し
て各分離信号の信号レベルを検出すると共に、得られた
各信号レベルが一定の関係にないことにより光信号間の
クロストークを検出するクロストーク検出部を備えるも
のである。

【００２８】光中継装置にこの様なクロストーク検出部
を備えることにより、クロストークの検出を能率良く行
える。また本発明（９）の光中継装置は、各波長の光送
信信号を合波して光伝送路に送信する複数の光送端装置
ＴＸと、複数の光送端装置の出力信号を合波すると共
に、その出力信号を光増幅し、かつその出力信号を前記
合波した各光信号に分波し、必要なら光信号路の交換を
行う光中継装置と、光中継装置の出力信号を各波長の光
受信信号に分波して受信する複数の光受端装置ＲＸとを
備える光波長多重伝送システムの前記光中継装置におい
て、光増幅信号の一部を光分岐して該分岐光より各波長
の光信号を抽出し、かつ各抽出光信号の光電変換信号に
つき夫々信号レベルを検出すると共に、得られた各信号
レベルが一様でないことにより光信号間のクロストーク
を検出するクロストーク検出部を備えるものである。

【００２９】光中継装置にこの様なクロストーク検出部
を備えることにより、クロストークの検出を能率良く行
える。また本発明（１０）の光中継装置は、低周波光制
御信号を重畳された各波長の光送信信号を合波して光伝
送路に送信する複数の光送端装置ＴＸと、複数の光送端
装置の出力信号を合波すると共に、その出力信号を光増
幅し、かつその出力信号を前記合波した各光信号に分波
し、必要なら光信号路の交換を行う光中継装置と、光中
継装置の出力信号を各波長の光受信信号に分波して受信
する複数の光受端装置ＲＸとを備える光波長多重伝送シ
ステムの前記光中継装置において、光増幅信号の一部を
光分岐して該分岐光より所望単一波長の光信号を抽出
し、かつ該抽出光信号の光電変換信号より低周波の制御
信号成を分離して制御信号を復調すると共に、得られた
制御信号が正常でないことにより光信号間のクロストー
クを検出するクロストーク検出部を備えるものである。

【００３０】光中継装置にこの様なクロストーク検出部
を備えることにより、クロストークの検出を能率良く行
える。また本発明（１１）の光中継装置は、各波長の光
送信信号を合波して光伝送路に送信する複数の光送端装
置ＴＸと、複数の光送端装置の出力信号を合波すると共
に、その出力信号を光波長多重数に応じた振幅一定制御
の下で光増幅し、かつその出力信号を前記合波した各光
信号に分波し、必要なら光信号路の交換を行う光中継装
置と、光中継装置の出力信号を各波長の光受信信号に分
波して受信する複数の光受端装置ＲＸとを備える光波長
多重伝送システムの前記光中継装置において、光中継装
置における合波前の各光信号受信経路に設けられ、該経
路への光信号の挿入／削除に際し、該光信号の透過量を
緩やかに変更する透過量可変光減衰器を備えるものであ
る。

【００３１】従って、光中継装置の光増幅器が入力の光
波長多重信号をその光波長多重数に応じた振幅一定制御
の下で光増幅する場合でも、該光中継装置における合波
前の各光信号受信経路にこの様な透過量可変光減衰器を
備えることにより、光増幅器におけるオーバシュート／
アンダシュートの発生を能率良く抑制できる。また本発
明（１２）の光送信装置は、各波長の光信号を送信する
複数の光送信装置ＯＳと、各光送信装置の出力信号を合
波して光伝送路に送出する光合波器と、光伝送路の光波
長多重信号を光波長多重数に応じた振幅一定制御の下で
光増幅する光増幅器と、光増幅器の出力信号を各波長の
光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を
受信する複数の光受信装置ＯＲとを備える光波長多重伝
送システムの前記光送信装置において、光源と、光源の
光出力を変調する電界吸収型又はマッハツェンダ型素子
等よりなる外部光変調器と、外部光変調器による光信号
送信の開始／停止に際し、前記外部光変調器に加えるバ
イアス制御信号を緩やかに変化させるバイアス制御回路
とを備えるものである。

【００３２】従って、光増幅器が光伝送路の光波長多重
信号を光波長多重数に応じた振幅一定制御の下で光増幅
する場合でも、光送信装置がこの様なバイアス制御回路
を備えることにより、光増幅器におけるオーバシュート
／アンダシュートの発生を能率良く抑制できる。また本
発明（１３）の光送信装置は、各波長の光信号を送信す
る複数の光送信装置ＯＳと、各光送信装置の出力信号を
合波して光伝送路に送出する光合波器と、必要なら光伝
送路の光波長多重信号を光増幅する光増幅器と、光伝送
路の光波長多重信号を各波長の光信号に分波する光分波
器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の光受信装
置ＯＲとを備える光波長多重伝送システムの前記光送信
装置において、光源となるレーザダイオードと、前記レ
ーザダイオードの後方監視用光のモニタ出力に基づき該
レーザダイオードの光出力を一定に制御するバイアス電
流制御部と、前記レーザダイオードの動作温度のモニタ
出力に基づき該レーザダイオードの動作温度を一定に制
御する動作温度制御部と、前記レーザダイオードのバイ
アス電流のモニタ出力に基づき、該レーザダイオードの
光波長が一定となるように、前記動作温度制御部の温度
設定値を制御する波長一定制御部とを備えるものであ
る。

【００３３】一般に、光源となるレーザダイオードは、
その出力ビームの光波長がレーザダイオードの動作（周
囲）温度の変化に応じて所定の関係により変化する性質
を持っている。また、レーザダイオードの光出力は該レ
ーザダイオードのバイアス（駆動）電流と所定の関係に
あり、その光出力一定制御を行うと、レーザダイオード
特性のバラツキや、経年劣化により光出力とバイアス電
流との関係も変化する。かくしてバイアス電流が変化す
ると、レーザダイオードの動作温度も変化し、出力ビー
ムの光波長も変化してしまう。そこで、波長一定制御部
はレーザダイオードのバイアス電流のモニタ出力に基づ
き、該レーザダイオードの光波長が一定となるように、
サーミスタやペルチェ冷却素子等を含む動作温度制御部
の温度設定値を制御する。従って、レーザビームの光出
力のみならず、光波長も一定に制御され、有害なクロス
トークの発生を未然に防止できる。

【００３４】また本発明（１４）の光送信装置は、各波
長の光信号を送信する複数の光送信装置ＯＳと、各光送
信装置の出力信号を合波して光伝送路に送出する光合波
器と、必要なら光伝送路の光波長多重信号を光増幅する
光増幅器と、光増幅器の出力信号を各波長の光信号に分
波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複
数の光受信装置ＯＲとを備える光波長多重伝送システム
の前記光送信装置において、光源となるレーザダイオー
ドと、前記レーザダイオードの光出力を変調する外部光
変調器と、前記外部光変調器の出力信号の一部を光分岐
して得たモニタ出力に基づき該外部光変調器の光出力を
一定に制御する前記レーザダイオードのバイアス電流制
御部と、前記レーザダイオードの動作温度のモニタ出力
に基づき該レーザダイオードの動作温度を一定に制御す
る動作温度制御部と、前記レーザダイオードのバイアス
電流のモニタ出力に基づき、該レーザダイオードの光波
長が一定となるように、前記動作温度制御部の温度設定
値を制御する波長一定制御部とを備えるものである。

【００３５】本発明（１４）によれば、バイアス電流制
御部は、外部光変調器出力の分岐光のモニタ出力に基づ
き該外部光変調器の光出力を一定に制御するするので、
網側に出力高安定な光信号を提供できる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
好適なる複数の実施の形態を詳細に説明する。なお、全
図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとす
る。図２は実施の形態による光波長多重伝送システムの
概略構成を示す図で、この光波長多重伝送システムは、
光送端装置ＴＸ１〜ＴＸｎと、光中継器ＲＧ１１〜ＲＧ
２２と、光受端装置ＲＸ１〜ＲＸｎと、これらの間の伝
送制御の集中管理を行う中央の制御局１００とを備え
る。図は１方向の伝送を示すが、逆方向の伝送も同様で
ある。

【００３７】各光送端装置ＴＸには、複数の光送信機Ｏ
Ｓ１〜ＯＳ６が搭載され、夫々が入力のデータ信号に基
づき異なる波長λ１〜λ６の光信号λ１〜λ６を出力す
る。光信号λ１〜λ６は光合波器ＯＭＵＸで合波され、
光伝送路を介して光中継器ＲＧに至る。光中継器ＲＧの
入力の各光波長多重信号は光合波器ＯＭＵＸで合波さ
れ、光増幅器で光増幅され、光分波器ＯＤＭＸで分波さ
れ、更に光クロスコネクトスイッチＯＣＣＳで光経路を
切り替えられ、所要の出力ポ−トに出力される。光受端
装置ＲＸでは入力の光波長多重信号が光分波器ＯＤＭＸ
で分波され、夫々が光受信機ＯＲで受信され、データ信
号が復調される。

【００３８】この光受信装置ＯＲは、図示しないが、光
フィルタで所要の波長の信号だけを取り出し、Ｏ／Ｅに
よって電気信号に変換する。光フィルタとして透過帯域
が変化する可変光フィルタを用いると、すべてのチャネ
ルの信号を受信できる。係る構成により、ある光送端装
置ＴＸと光受端装置ＲＸの間で通信の要求があると、該
要求は制御局１００に通知され、制御局１００では光経
路、波長を設定してその情報を光送端装置ＴＸ、光受端
装置ＲＸ、光中継器ＯＲに通知する。この場合に、光経
路の設定は同一波長が一つのファイバに入らないように
行われる。同一ファイバに入らなければネットワークで
繋がっている複数の光送信機ＯＳや光受信機ＯＲが同一
波長を使うことは許される。

【００３９】光送信機ＯＳは、この通知を基に光送信機
ＯＳ、光受信機ＯＲ、光経路、波長等の識別情報（上記
制御信号に相当）をある一定の比率（数パーセント）で
主信号に重畳する。この重畳信号は主信号（数ＧＨｚ程
度）に比べ十分に低速（数ＫＨｚ程度）である。なお、
上記光中継器ＲＧを２段構成としたのは、光経路設定に
冗長性を持たせるためであり、冗長性が必要ないとき
は、１段構成としてもよい。また光送端装置ＴＸや光受
端装置ＲＸは夫々一つの光送信機ＯＳ、光受信機ＯＲの
みを有するとしてもよい。

【００４０】図３は第１の実施の形態による光中継器の
構成を示す図で、光波長多重信号路におけるクロストー
クの存在を制御信号成分の重畳比、又は制御信号の復調
不可に基づき検出する場合を示している。１又は２以上
の光入力信号は光合波器で合波され、光増幅器で光増幅
され、光分波器で分波される。なお、この例の光増幅器
が光出力一定制御を行うか否かは問わない。更に図示の
如く、光増幅器と光分波器の間に光分岐を設け、光増幅
後の光波長多重信号の一部を光分岐する。この分岐光
は、可変波長フィルタにより所望単一波長の光信号が抽
出され、フォトディテクタＰＤで光電変換される。

【００４１】この可変波長フィルタは、例えばファブリ
ペロー型光分波器と、各分波光の選択（光スイッチ）回
路とから成り、中継器制御部からの波長選択信号ＷＳに
従い、対応する波長の光信号を抽出する。なお、この中
継器制御部は、通信ラインを介して制御局１００と接続
しており、該制御局１００からのクロスコネクトスイッ
チＯＣＣＳの制御信号ＸＳやその他の各種制御信号を受
けると共に、クロストークが検出された様な場合は、そ
の旨を制御局１００に通知し、これを受けた制御局１０
０は、通信経路の再設定を行うことも可能である。

【００４２】主題に戻り、上記得られた電気信号には、
高周波のデータ信号に低周波の制御信号が、数パーセン
ト程度の振幅で重畳されている。高周波のデータ信号成
分はハイパスフィルタＨＰＦで分離され、レベル検出部
ＬＶＤ１で振幅レベルが検出される。一方、低周波の制
御信号成分はローパスフィルタＬＰＦで分離され、レベ
ル検出部ＬＶＤ２で振幅レベル（例えばピークツーピー
クレベル）が検出される。クロストーク判定部は、デー
タ信号の振幅レベルと制御信号の振幅レベルとを比較す
ると共に、光送信機における重畳比率に、光増幅器にお
ける光雑音等を考慮したものより、検出した重畳比率が
逸脱した（例えば小さくなった）様な場合は、干渉光が
入ってきたものと判断し、クロストークの存在を検出す
る。

【００４３】一方、前記ローパスフィルタＬＰＦで分離
された低周波の制御信号成分は復調器ＤＥＭで復調され
る。なお、この復調器ＤＥＭとしては、制御信号のＡＳ
Ｋ／ＦＳＫ／ＰＳＫ変調等に応じて対応する復調器ＤＥ
Ｍが設けられる。復調器ＤＥＭによる制御信号の復調信
号及び復調器ＤＥＭにおける復調可否の状態信号ＣＤ
は、中継器制御部に渡され、これを受けた中継器制御部
は、復調が正常に行われなかった場合、又は復調データ
のＣＲＣ検査等に基づき復調データに何度も誤りが含ま
れている場合、等には干渉光が入ってきたものと判断
し、クロストークの存在を検出する。

【００４４】なお、簡略化として、高周波のデータ信号
の分離を行わず、ＰＤの光電流に対する制御信号成分の
比を比較してもよい。また、この様なクロストーク検出
手段は、光中継器のみならず、光波長多重伝送路の何処
に設けられても良いことは明らかである。図４は第１の
実施の形態による光中継器の動作タイミングチャートを
示す図で、図４（Ａ）はクロストークが存在しない正常
時の場合を示している。

【００４５】光出力一定の光信号λ１に対し、図示の如
く、制御信号１＝１の区間はａ％の正弦波信号が重畳さ
れ、制御信号１＝０の区間は正弦波信号が重畳されな
い。従って、この場合のクロストーク判定部では、略所
定（ａ％）の重畳比率が検出され、クロストークの存在
は検出されない。また制御信号１も正しく復調され、ク
ロストークの存在は検出されない。

【００４６】図４（Ｂ）はクロストーク混入時の場合を
示している。上記光信号λ１に対し、ある割合でクロス
トーク光（λ１の側に波長の逸脱した光信号）が混入す
ると、光信号λ１の振幅レベルが増大（但し、加算され
る場合）するばかりか、制御信号１の振幅レベルは、ク
ロストーク光の制御信号２の干渉位相に応じて、図示の
如く増減する。従って、この場合のクロストーク判定部
で検出される重畳比率は略所定（ａ％）より逸脱し、よ
ってクロストークの存在が検出される。又は、制御信号
１が正しく復調されないことにより、クロストークの存
在が検出される。

【００４７】なお、データ信号の振幅と、制御信号の振
幅は、上記重畳比以外にも、任意の方法で比較できる。
図５は第２の実施の形態による光中継器の構成を示す図
で、クロストークの存在を各波長の光信号の信号レベル
（光パワー）の一様性有無等に基づき検出する場合を示
している。

【００４８】１又は２以上の光入力信号は光合波器で合
波され、光増幅器による光波長多重数に応じた出力一定
制御の下で光増幅され、光分波器で分波される。更に、
図示の如く光増幅器と光分波器の間に光分岐を設け、光
増幅後の光波長多重信号の一部を光分岐する。この分岐
光は、可変波長フィルタによりある波長の光信号が抽出
され、フォトディテクタＰＤで光電変換される。なお、
この場合の電気信号には、高周波のデータ信号に低周波
の制御信号が数パーセント程度の振幅で重畳されていて
も良いし、又は重畳されていなくても良い。そして、上
記光電変換された電気信号につきレベル検出部ＬＶＤで
振幅レベル（光パワーに相当）が検出される。

【００４９】この場合に、クロストーク判定部は、ある
光信号の振幅レベルが所定より増大し、又は減少した事
によりクロストークの存在を検出する。光波長多重信号
の出力一定制御の下では、例えば光信号λ１に光信号λ
２の一部が漏れ混んでも、光波長多重信号全体の出力レ
ベルに変化はない。しかし、増幅光内部の波長配分に着
目すると、光信号λ１の光パワーは増大し、かつ光信号
λ２の光パワーは減少している。従って、ある光信号の
振幅レベルと所定値とを比較する事でクロストークの存
在を検出できる。

【００５０】ところで、上記の如くある光信号λ１の光
パワーのみを検出するのでは、例えばその光送信機ＯＳ
１の不調等により光出力λ１に増／減が生じていても、
クロストークの存在を検出してしまう場合が生じ得る。
しかし、この場合は、光信号λ１の光パワーの増／減に
伴い、残り各チャネルの光信号は光波長多重信号の出力
一定制御の作用により一様（各チャネルで平等）にその
影響を受けてこれらの光出力を一様に減／増されること
になる。即ち、例えば光信号λ１が増大すると、残り各
光信号λ２〜λ６の光出力は一様に減少し、また光信号
λ１が減少すると残り各光信号λ２〜λ６の光出力は一
様に増大する。即ち、光信号λ１の振幅レベルのみ異な
り、残り各光信号λ２〜λ６の振幅レベルは互いに同一
と言うパターンが生じる。これは上記クロストークのパ
ターンと区別できる。

【００５１】そこで、クロストーク判定部は、好ましく
は可変波長フィルタを可変制御して各光信号の光パワー
を検出し、これらの大小のパターンを調べる。もし、あ
る光信号λ１の光出力が相対的に小で、かつ他のある光
信号λ２の光出力が相対的に大である様な場合はクロス
トークの存在を検出できる。逆も同様である。なお、後
者の各光信号の光パワーの一様性有無を調べる方式は、
光パワーの相対的判定に基づくので、光増幅器が光波長
多重信号の光出力一定制御を行わない場合にも適用でき
ることは明らかである。

【００５２】図６は第３の実施の形態による光中継器を
説明する図で、送信側で光信号が急に挿抜されても、光
増幅器におけるオーバシュート／アンダシュートの発生
を抑制できる場合を示している。図６（Ａ）に第３の実
施の形態による光中継器の構成を示す。この光中継器で
は、図示の如く、光合波器の各入力ポートの側に光スイ
ッチＯＳＷ１〜ＯＳＷ６が挿入されている。光増幅器は
図１３のものと同様で良いが、光増幅部をエルビウムド
ープファイバに代え、他の半導体光増幅素子を使用して
も良い。

【００５３】図６（Ｂ）に一例の光スイッチの構成を示
す。入力の光ビームは偏光子により偏光され、レンズに
より平行行光され、磁気光学結晶に導かれる。磁気光学
結晶には電磁石により光路と平行に磁界Ｈが加えられ、
磁界Ｈの強さに応じて、偏光の回転角が異なる。回転を
受けた偏光はレンズで集光され、検光子に至る。この時
の偏光が検光子と平行の場合は光ビームが出力され、ま
た直角の場合は光ビームが出力されない。この場合に、
磁界Ｈを急激に変化させれば光スイッチとなり、出力の
光ビームは急峻にＯＮ／ＯＦＦする。しかし、本実施の
形態では磁界Ｈ（駆動電流Ｉ）を緩やか変化させること
により、出力の光ビームを緩やかにＯＮ／ＯＦＦさせ
る。即ち、この光スイッチはこのＯＮ／ＯＦＦの遷移区
間では光透過量可変減衰器の様に作用する。

【００５４】図７は第３の実施の形態による光中継器の
動作タイミングチャートで、図７（Ａ）は光信号（光送
信機）が急に挿入された場合を示している。ここでは、
光信号λ３の挿入に同期して、利得制御部に加える基準
レベルＲＥＦを滑らかに変化させる。及び又は利得制御
部のレスポンスに比較的大きな時定数を持たせる。係る
構成では、例えば光信号λ１，λ２の通信中に光信号λ
３が急に挿入されても、光スイッチＯＳＷ３の作用によ
り、光信号λ３の振幅は図示の如く滑らかに上昇する。
一方、基準レベルＲＥＦもこれに略同期して滑らかに上
昇し、及び又は利得制御部のレスポンスにも比較的大き
な時定数があるので、光中継器制御部からの光スイッチ
ＯＳＷ３のＯＮタイミングが多少ずれても、差動アンプ
ＤＡに大きな誤差電圧の検出は生じない。また誤差電圧
が多少生じても利得制御部におけるレスポンスの時定数
により、利得に大きな変化は生じない。その結果、光増
幅器の光出力は一時的に低下することなく滑らかに上昇
し、その後新たな基準レベルＲＥＦに基づくレベル一定
制御に落ちつく。

【００５５】図７（Ｂ）は光信号（光送信機）を削除す
る場合を示している。例えば光信号λ１，λ２の通信中
に光信号λ３を削除する場合は、まず光スイッチＯＳＷ
３の作用により、光信号λ３の振幅は図示の如く滑らか
に下降する。一方、基準レベルＲＥＦもこれに略同期し
て滑らかに下降し、及び又は利得制御部のレスポンスに
も比較的大きな時定数があるので、光中継器制御部から
の光スイッチＯＳＷ３のＯＦＦタイミングが多少ずれて
も、差動アンプＤＡに大きな誤差電圧の検出は生じな
い。また誤差電圧が多少生じても利得制御部におけるレ
スポンスの時定数により、利得に大きな変化は生じな
い。その結果、光増幅器の光出力は一時的に上昇するこ
となく滑らかに下降し、その後新たな基準レベルＲＥＦ
に基づくレベル一定制御に落ちつく。その後、λ３を削
除できる様にする。

【００５６】図８は第４の実施の形態による光中継器の
構成を示す図で、光増幅器が光波長多重信号の出力一定
制御を行うのではなく、ある光信号の出力一定制御を行
うことにより、結果として光波長多重信号の出力一定制
御が得られる場合を示している。増幅光の一部を光分岐
で分岐すると共に、光フィルタ（ファブリペロー型光分
波器等）で各波長の光信号を抽出し、夫々をフォトディ
テクタＰＤで光電変換してレベル検出部ＬＶＤにより信
号レベル（振幅レベル／光パワー等）Ｌ１〜Ｌ６をモニ
タする。更にアナログスイッチ（アナログセレクタ）で
何れかのチャネルの信号レベルＬｉを選択し、これを差
動アンプＤＡで基準レベルＲＥＦ（但し、この場合は常
に１波長分の△ＲＥＦ）と比較し、得られた誤差信号を
増幅して励起用レーザダイオードの駆動回路に負帰還
し、こうして何れか１のチャネルの光出力が一定となる
様にループを形成する。

【００５７】従って、例えば入力の光信号λ１，λ２の
うち、例えば光信号λ１の信号レベルＬ１をモニタして
光出力一定制御を行っている場合に、もし光信号λ３が
急にに挿入されても、光増幅器の帰還ループには何らの
影響もないから、光増幅器の出力には各一定のレベルに
増幅された光信号λ１，λ２の上に同じく一定のレベル
に増幅された光信号λ３が合成される。逆も同様であ
る。

【００５８】かくして、ある光信号の出力一定制御を行
うことにより、結果として光波長多重信号の出力一定制
御が得られる。しかも、この場合の各光信号（モニタ用
光信号を除く）は従来と同様に急に挿抜されても良く、
光増幅器におけるオーバシュート／アンダシュートの問
題は生じない。なお、例えばモニタ中の光信号λ１が挿
抜される場合は、制御局１００からの通知により、予め
モニタ対象の光信号を例えば他の光信号λ２に変更す
る。制御局１００からの通知は、光信号λ１に重畳され
る制御信号で知らされても良いし、又は制御局１００か
らの直接のルートＣＭＳＧで知らされても良い。

【００５９】また、上記本実施の形態では各波長λ１〜
λ６毎にフォトディテクタＰＤとレベル検出部ＬＶＤを
備える構成を示したが、これに限らない。図示しない
が、例えばファブリペロー型光分波器と光スイッチ（光
セレクタ）とにより光フィルタを構成し、中継器制御部
からの波長選択信号ＷＳにより、任意単一波長の光信号
を抽出するように構成しても良い。この場合は、アナロ
グセレクタ、及び１チャネル分を残して他のＰＤやＬＶ
Ｄを省略できる。

【００６０】また、エルビウムドープファイバに代え、
半導体光増幅素子を使用できることは言うまでも無い。
図９は第５の実施の形態による光中継器の構成を示す図
で、上記図８の構成に、モニタ用光信号の自動検出部を
付加した場合を示している。図示の如く、光増幅器の前
段で光合波器の出力の一部を光分岐で分岐し、光フィル
タで各波長の光信号を抽出し、夫々をフォトディテクタ
ＰＤで光電変換してレベル検出部ＬＶＤにより各信号レ
ベル（光パワー／振幅レベル等）をモニタする。更に入
力解析部で信号レベルが所定以上のチャネルを検出し、
そのチャネル番号をエンコードしてアナログセレクタの
選択信号ＬＳとなし、これをアナログセレクタの選択入
力Ｓに加える。その結果、アナログセレクタは常に光信
号の存在するチャネルの光信号を自動的にモニタ対象に
選択する事になる。

【００６１】なお、入力解析部に優先選択の機能を付加
することで、複数チャネルに光信号が存在する場合で
も、優先順位の高いチャネルを優先的に選択できる。ま
た、上記利得制御部にファブリペロー型光分波器と光ス
イッチ（光セレクタ）とからなる光フィルタを採用した
場合は、入力解析部の選択信号ＬＳを該光フィルタの選
択信号ＷＳとして使用する。

【００６２】図１０は第１の実施の形態による光送信機
を説明する図で、光信号の急な挿抜時における上記オー
バシュート／アンダシュートの発生を緩和すべく光送信
機の外部光変調器に電界吸収型光変調器を使用した場合
を示している。図１０（Ａ）に第１の実施の形態による
光送信機の構成を示す。光出力一定制御された光源（例
えばレーザダイオード）からの光ビームは電界吸収型光
変調器で光強度が変調され、光ネットワークに送信され
る。

【００６３】図１０（Ｂ）に電界吸収型光変調器の消光
特性を示す。電界吸収型光変調器は、図示の如く、素子
に加えるバイイアス電圧（印加電界）を高くすると消光
特性（挿入損失）が増加し、バイイアス電圧（印加電
界）を低くすると消光特性（挿入損失）が減少する特性
を有する。図１０（Ａ）に戻り、駆動回路は入力の高ビ
ットレートの送信データを高周波（ＧＨｚオーダ）のデ
ータ駆動信号に変換する。バイアス制御回路は入力の送
信付勢／消勢の制御信号ＴＸＥに従い図示の如くハイレ
ベルからローレベル又はローレベルからハイレベルに緩
やかに遷移するようなバイアス制御信号を生成する。ま
た必要なら、低周波発振器は、入力の制御データの１／
０に従い低周波の正弦波信号を発生／消勢する。なお、
ここでは制御信号の重畳方式としてＡＳＫ変調の場合を
述べるが、他にＦＳＫやＰＳＫ変調等を採用しても良
い。そして、低周波重畳回路は、上記高ビットレートの
データ駆動信号に低周波のバイアス制御信号や低周波数
の制御信号を重畳して電界吸収型光変調器に加える。

【００６４】係る光送信機（パッケージ）のシステムへ
の活線挿入を行う時は、まず送信制御信号ＴＸＥ＝０
（消勢）により電界吸収型光変調器に高いバイアス電圧
を加え得る状態で、光送信機を活線挿入し、電界吸収型
光変調器の光透過率を非常に小さくしておく。次に光源
のレーザダイオードＬＤを立ち上げ、ＬＤのバイアス電
流や動作温度が所定の設定状態になるのを待つ。次に何
らかの送信データ（バーストデータ等）を加えると共
に、送信制御信号ＴＸＥ＝１（付勢）となして電界吸収
型光変調器のバイアス電圧を徐々に低下させる。これに
伴い、出力の光信号は徐々に光パワーを増す。

【００６５】また、光送信機を抜去する場合は、まず送
信制御信号ＴＸＥ＝０（消勢）として電界吸収型光変調
器に徐々に高いバイアス電圧を加え、透過率を非常に小
さくする。これに伴い、出力の光信号は徐々に光パワー
を減少する。次にＬＤのバイアス電流をゼロにして消灯
し、光送信機を抜去する。従って、この場合の光中継器
には図６で述べた様な光スイチＯＳＷ１〜ＯＳＷ６を設
けなくても、上記オーバシュート／アンダシュートの発
生を有効に抑制できる。

【００６６】なお、上記バイアス制御信号は電界吸収型
光変調器の変調信号に重畳したが、光源のバイアス駆動
信号に重畳しても良い。この点は、低周波の制御信号に
ついても同様である。また、上記電界吸収型光変調器に
他に、マッハツェンダ型光変調器を使用しても良い。

【００６７】図１１は第２の実施の形態による光送信機
を説明する図で、光源の光出力一定制御（ＡＰＣ）及び
光波長一定制御を行う光送信機の一例を示している。図
において、光源がレーザダイオードＬＤの場合は、ＬＤ
素子の前面のみならず、ＬＤＥ素子の後面からも主ビー
ムと同等程度又は一定割合のバック光が得られる。この
様なＬＤのバック光をフォトディテクタＰＤで光電変換
し、レベル検出部ＬＶＤで光パワーをモニタする。更に
差動アンプＤＡ３で該モニタ信号と光出力を決定する基
準レベルＲＥＦ３とを比較し、得られた誤差信号を増幅
してこれをバイアス電流駆動回路に負帰還し、ＬＤのバ
ック光（即ち、前方の主ビーム）の光出力が一定となる
ようにＬＤのバイアス電流Ｉｂを制御する。

【００６８】しかし、一般にＬＤは特性のバラツキや経
年変化等により、一定の光出力を得るためのバイアス電
流Ｉｂは変化する。ＬＤのバイアス電流Ｉｂが変化する
と、ＬＤの動作温度も変化し、これに伴い光ビームの波
長も変化する。光ビームの波長変化は、上記チャネル間
のクロストークの原因となるので、光波長を一定に維持
しなくてはならない。

【００６９】そこで、ＬＤ素子にペルチェ冷却素子を接
触させると共に、ＬＤのバイアス電流駆動回路よりバイ
アス電流Ｉｂをモニタする。更に差動アンプＤＡ２で該
モニタ信号とＬＤのバイアス電流の基準レベルＲＥＦ２
とを比較し、得られた誤差信号を増幅して該誤差に対応
する温度制御レベルＲＥＦ１を生成する。一方、ＬＤ素
子にサーミスタを接触させて固定抵抗Ｒとの抵抗分割に
よりＬＤ素子の動作温度を検出する。そして、差動アン
プＤＡ１により該温度検出信号と前記生成した温度制御
レベルＲＥＦ１とを比較し、得られた誤差信号を増幅し
てこれをペルチェ冷却素子に負帰還し、ＬＤ素子の動作
温度一定制御を行う。但し、この場合は、ＬＤのバイア
ス電流Ｉｂの変化に応じて、ペルチェ冷却素子の設定温
度ＲＥＦ１が変化し、これに伴いＬＤは新たな動作温度
に引き込まれ、維持される。これに伴いＬＤの光波長は
一定に維持される。

【００７０】例えば、一般的なＬＤでは光出力一定制御
のため、バイアス電流ＩｂがａｍＡ増えたとすると、光
ビームの波長は（ａ／１００）ｎｍ程度波長が伸びると
されている。そこで、ＬＤ素子の動作温度を（ａ／１
０）ｄｅｇ程度下げることにより光波長一定制御を行
う。本実施の形態ではＬＤのバック光を利用するので構
造簡単となり、光送信機性能の高安定化と共に小型化、
低価格化が図れる。

【００７１】図１２は第３の実施の形態による光送信機
を説明する図で、光源の光出力一定制御（ＡＰＣ）及び
光波長一定制御を行う光送信機の他の例を示している。
ここでは外部光変調器にＬｉＮｂ０₃ によるマッハツェ
ンダ型光変調器（ＭＺ光変調器）を使用している。ＭＺ
光変調器では、ＬＤからの光ビームを２光路に分岐する
と共に、各光路設けた非対称の進行波電極Ａ，Ｂ間にデ
ータ信号及びバイアス信号等からなる電界を加えること
で、各光路を通る光に位相差（光路差）を生じさせ、こ
れらを合成することで、位相差がπの時は出力光信号＝
０、位相差が０，２π等の時は出力光信号＝１の振幅変
調を行う。

【００７２】図示の如く、ＭＺ光変調器の光出力信号の
一部を光分岐で分岐し、フォトディテクタＰＤで光電変
換してレベル検出部ＬＶＤによりＭＺ光変調器の光出力
をモニタする。更に差動アンプＤＡ３で該モニタ信号を
ＭＺ光変調器の光出力を決定する基準レベルＲＥＦ３と
比較し、得られた誤差信号を増幅してこれをＬＤのバイ
アス電流駆動回路に負帰還し、ＭＺ光変調器の光出力が
一定となるようにバイアス電流Ｉｂを制御する。

【００７３】また、ＬＤ素子にペルチェ冷却素子を接触
させると共に、前記バイアス電流駆動回路よりＬＤのバ
イアス電流Ｉｂをモニタする。更に差動アンプＤＡ２で
該モニタ信号とＬＤのバイアス電流の基準レベルＲＥＦ
２とを比較し、得られた誤差信号を増幅して該誤差に対
応する温度制御信号レベルＲＥＦ１を生成する。一方、
ＬＤ素子にサーミスタを接触させて固定抵抗Ｒとの抵抗
分割によりＬＤ素子の動作温度を検出する。そして、差
動アンプＤＡ１により該温度検出信号と前記生成した温
度制御信号レベルＲＥＦ１とを比較し、得られた誤差信
号を増幅してこれをペルチェ冷却素子に負帰還し、ＬＤ
素子の動作温度一定制御を行う。但し、この場合は、Ｌ
Ｄのバイアス電流Ｉｂの変化に応じて、ペルチェ冷却素
子の設定温度ＲＥＦ１が変化し、これに伴いＬＤは新た
な動作温度に引き込まれ、維持される。これに伴いＬＤ
の光波長は一定に維持される。

【００７４】本実施の形態では外部光変調器の光出力に
基づき光出力一定制御を行うので、光伝送路に高精度、
高安定の光信号を提供できる。なお、上記マッハツェン
ダ型光変調器に代えて、他の電界吸収型光変調等を使用
しても良い。また、上記各実施の形態では本発明の各特
徴部分を中心に述べたが、各特徴部分を適宜に組み合わ
せることで様々な構成の光波長多重伝送システムが構築
されることは言うまでも無い。

【００７５】また、上記本発明に好適なる複数の実施の
形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で、各
部の構成、制御、及びこれらの組合せの様々な変更が行
えることは言うまでも無い。

【００７６】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、光波長
逸脱によるチャネル間のクロストークを有効に検出し、
迅速に対処出来ると共に、光信号の急な挿抜による光伝
送路におけるオーバシュート／アンダシュートの悪影響
を有効に抑制でき、光波長多重伝送システムの実用化、
普及に寄与する所が極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の原理を説明する図である。

【図２】図２は実施の形態による光波長多重伝送システ
ムの概略構成を示す図である。

【図３】図３は第１の実施の形態による光中継器の構成
を示す図である。

【図４】図４は第１の実施の形態による光中継器の動作
タイミングチャートを示す図である。

【図５】図５は第２の実施の形態による光中継器の構成
を示す図である。

【図６】図６は第３の実施の形態による光中継器を説明
する図である。

【図７】図７は第３の実施の形態による光中継器の動作
タイミングチャートである。

【図８】図８は第４の実施の形態による光中継器の構成
を示す図である。

【図９】図９は第５の実施の形態による光中継器の構成
を示す図である。

【図１０】図１０は第１の実施の形態による光送信機を
説明する図である。

【図１１】図１１は第２の実施の形態による光送信機を
説明する図である。

【図１２】図１２は第３の実施の形態による光送信機を
説明する図である。

【図１３】図１３は従来技術を説明する図（１）であ
る。

【図１４】図１４は従来技術を説明する図（２）であ
る。

【符号の説明】

１００ 制御局 ＤＡ 差動アンプ ＬＤ レーザダイオード ＬＶＤ レベル検出部 ＰＤ フォトディテクタ ＯＡ 光増幅器 ＯＣＣＳ 光クロスコネクトスイッチ ＯＤＭＸ 光分波器 ＯＭＵＸ 光合波器 ＯＲ 光受信機 ＯＳ 光送信機 ＲＧ 光中継器 ＲＧＣＴ 中継器制御部 ＲＸ 光受端装置 ＲＸＣＴ 受端装置制御部 ＴＸ 光送端装置 ＴＸＣＴ 送端装置制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/02 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｕ 10/18 10/14 10/135 10/13 10/12

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各波長の光信号を送信する複数の光送信
   装置と、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に
   送出する光合波器と、必要なら光伝送路の光波長多重信
   号を光増幅する光増幅器と、光伝送路の光波長多重信号
   を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各
   出力信号を受信する複数の光受信装置とを備える光波長
   多重伝送システムにおいて、 前記光送信装置は高ビットレートの光主信号に低周波の
   光制御信号を一定の割合で重畳して送信すると共に、 光伝送路における光波長多重信号の一部を光分岐して該
   分岐光より所望単一波長の光信号を抽出し、かつ該抽出
   光信号の光電変換信号を高周波の主信号成分と低周波の
   制御信号成分とに分離して各分離信号の信号レベルを検
   出すると共に、得られた各信号レベルが一定の関係にな
   いことにより光信号間のクロストークを検出するクロス
   トーク検出手段を備えることを特徴とする光波長多重伝
   送システム。
2. 【請求項２】 各波長の光信号を送信する複数の光送信
   装置と、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に
   送出する光合波器と、必要なら光伝送路の光波長多重信
   号を光増幅する光増幅器と、光伝送路の光波長多重信号
   を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各
   出力信号を受信する複数の光受信装置とを備える光波長
   多重伝送システムにおいて、 光伝送路における光波長多重信号の一部を光分岐して該
   分岐光より各波長の光信号を抽出し、かつ各抽出光信号
   の光電変換信号につき夫々信号レベルを検出すると共
   に、得られた各信号レベルが一様でないことにより光信
   号間のクロストークを検出するクロストーク検出手段を
   備えることを特徴とする光波長多重伝送システム。
3. 【請求項３】 各波長の光信号を送信する複数の光送信
   装置と、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に
   送出する光合波器と、必要なら光伝送路の光波長多重信
   号を光増幅する光増幅器と、光伝送路の光波長多重信号
   を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各
   出力信号を受信する複数の光受信装置とを備える光波長
   多重伝送システムにおいて、 前記光送信装置は高ビットレートの光主信号に低周波の
   光制御信号を一定の割合で重畳して送信すると共に、 光伝送路における光波長多重信号の一部を光分岐して該
   分岐光より所望単一波長の光信号を抽出し、かつ該抽出
   光信号の光電変換信号より低周波の制御信号成を分離し
   て制御信号を復調すると共に、得られた制御信号が正常
   でないことにより光信号間のクロストークを検出するク
   ロストーク検出手段を備えることを特徴とする光波長多
   重伝送システム。
4. 【請求項４】 各波長の光信号を送信する複数の光送信
   装置と、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に
   送出する光合波器と、光伝送路の光波長多重信号を光波
   長多重数に応じた光出力一定制御の下で光増幅する光増
   幅器と、光増幅器の出力信号を各波長の光信号に分波す
   る光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の
   光受信装置とを備える光波長多重伝送システムにおい
   て、 送信側単一波長の光信号経路に設けられ、該経路への光
   信号の挿入／削除に際し、該光信号の増加／減少の速度
   を緩やかに変化させる光振幅制御手段を備えることを特
   徴とする光波長多重伝送システム。
5. 【請求項５】 各波長の光信号を送信する複数の光送信
   装置と、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に
   送出する光合波器と、光伝送路の光波長多重信号を光増
   幅する光増幅器と、光増幅器の出力信号を各波長の光信
   号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信
   する複数の光受信装置とを備える光波長多重伝送システ
   ムの前記光増幅器において、 入力の光波長多重信号を光増幅する光増幅部と、 光増幅部の出力信号の一部を光分岐して該分岐光より所
   望単一波長の光信号を抽出し、かつ該抽出光信号の光電
   変換信号に基づきその信号レベルを検出すると共に、該
   信号レベルが一定となるように前記光増幅部の増幅利得
   を制御する利得制御部とを備えることを特徴とする光増
   幅器。
6. 【請求項６】 各波長の光信号を送信する複数の光送信
   装置と、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路に
   送出する光合波器と、光伝送路の光波長多重信号を光増
   幅する光増幅器と、光増幅器の出力信号を各波長の光信
   号に分波する光分波器と、光分波器の各出力信号を受信
   する複数の光受信装置とを備える光波長多重伝送システ
   ムの前記光増幅器において、 入力の光波長多重信号を光増幅する光増幅部と、 光増幅部の出力信号の一部を光分岐して該分岐光より各
   単一波長の光信号を抽出し、かつ各抽出光信号の光電変
   換信号につき夫々信号レベルを検出すると共に、これら
   の内の何れか１の信号レベルを選択し、該信号レベルが
   一定となるように前記光増幅部の増幅利得を制御する利
   得制御部とを備えることを特徴とする光増幅器。
7. 【請求項７】 光増幅前の光波長多重信号の一部を光分
   岐して該分岐光より各単一波長の光信号を抽出し、かつ
   各抽出光信号の光電変換信号につき夫々信号レベルを検
   出すると共に、これらの内の光信号が存在する何れか１
   のチャネル情報を選択し、これを前記利得制御部におけ
   る利得制御用光信号又は利得制御用信号レベルの選択用
   信号となす光信号検出部を備えることを特徴とする請求
   項５又は６の光増幅器。
8. 【請求項８】 低周波光制御信号を重畳された各波長の
   光送信信号を合波して光伝送路に送信する複数の光送端
   装置と、複数の光送端装置の出力信号を合波すると共
   に、その出力信号を光増幅し、かつその出力信号を前記
   合波した各光信号に分波し、必要なら光信号路の交換を
   行う光中継装置と、光中継装置の出力信号を各波長の光
   受信信号に分波して受信する複数の光受端装置とを備え
   る光波長多重伝送システムの前記光中継装置において、 光増幅信号の一部を光分岐して該分岐光より所望単一波
   長の光信号を抽出し、かつ該抽出光信号の光電変換信号
   を高周波の主信号成分と低周波の制御信号成分とに分離
   して各分離信号の信号レベルを検出すると共に、得られ
   た各信号レベルが一定の関係にないことにより光信号間
   のクロストークを検出するクロストーク検出部を備える
   ことを特徴とする光中継装置。
9. 【請求項９】 各波長の光送信信号を合波して光伝送路
   に送信する複数の光送端装置と、複数の光送端装置の出
   力信号を合波すると共に、その出力信号を光増幅し、か
   つその出力信号を前記合波した各光信号に分波し、必要
   なら光信号路の交換を行う光中継装置と、光中継装置の
   出力信号を各波長の光受信信号に分波して受信する複数
   の光受端装置とを備える光波長多重伝送システムの前記
   光中継装置において、 光増幅信号の一部を光分岐して該分岐光より各波長の光
   信号を抽出し、かつ各抽出光信号の光電変換信号につき
   夫々信号レベルを検出すると共に、得られた各信号レベ
   ルが一様でないことにより光信号間のクロストークを検
   出するクロストーク検出部を備えることを特徴とする光
   中継装置。
10. 【請求項１０】 低周波光制御信号を重畳された各波長
    の光送信信号を合波して光伝送路に送信する複数の光送
    端装置と、複数の光送端装置の出力信号を合波すると共
    に、その出力信号を光増幅し、かつその出力信号を前記
    合波した各光信号に分波し、必要なら光信号路の交換を
    行う光中継装置と、光中継装置の出力信号を各波長の光
    受信信号に分波して受信する複数の光受端装置とを備え
    る光波長多重伝送システムの前記光中継装置において、 光増幅信号の一部を光分岐して該分岐光より所望単一波
    長の光信号を抽出し、かつ該抽出光信号の光電変換信号
    より低周波の制御信号成を分離して制御信号を復調する
    と共に、得られた制御信号が正常でないことにより光信
    号間のクロストークを検出するクロストーク検出部を備
    えることを特徴とする光中継装置。
11. 【請求項１１】 各波長の光送信信号を合波して光伝送
    路に送信する複数の光送端装置と、複数の光送端装置の
    出力信号を合波すると共に、その出力信号を光波長多重
    数に応じた振幅一定制御の下で光増幅し、かつその出力
    信号を前記合波した各光信号に分波し、必要なら光信号
    路の交換を行う光中継装置と、光中継装置の出力信号を
    各波長の光受信信号に分波して受信する複数の光受端装
    置とを備える光波長多重伝送システムの前記光中継装置
    において、 光中継装置における合波前の各光信号受信経路に設けら
    れ、該経路への光信号の挿入／削除に際し、該光信号の
    透過量を緩やかに変更する透過量可変光減衰器を備える
    ことを特徴とする光中継装置。
12. 【請求項１２】 各波長の光信号を送信する複数の光送
    信装置と、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路
    に送出する光合波器と、光伝送路の光波長多重信号を光
    波長多重数に応じた振幅一定制御の下で光増幅する光増
    幅器と、光増幅器の出力信号を各波長の光信号に分波す
    る光分波器と、光分波器の各出力信号を受信する複数の
    光受信装置とを備える光波長多重伝送システムの前記光
    送信装置において、 光源と、 光源の光出力を変調する電界吸収型又はマッハツェンダ
    型素子等よりなる外部光変調器と、 外部光変調器による光信号送信の開始／停止に際し、前
    記外部光変調器に加えるバイアス制御信号を緩やかに変
    化させるバイアス制御回路とを備えることを特徴とする
    光送信装置。
13. 【請求項１３】 各波長の光信号を送信する複数の光送
    信装置と、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路
    に送出する光合波器と、必要なら光伝送路の光波長多重
    信号を光増幅する光増幅器と、光伝送路の光波長多重信
    号を各波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の
    各出力信号を受信する複数の光受信装置とを備える光波
    長多重伝送システムの前記光送信装置において、 光源となるレーザダイオードと、 前記レーザダイオードの後方監視用光のモニタ出力に基
    づき該レーザダイオードの光出力を一定に制御するバイ
    アス電流制御部と、 前記レーザダイオードの動作温度のモニタ出力に基づき
    該レーザダイオードの動作温度を一定に制御する動作温
    度制御部と、 前記レーザダイオードのバイアス電流のモニタ出力に基
    づき、該レーザダイオードの光波長が一定となるよう
    に、前記動作温度制御部の温度設定値を制御する波長一
    定制御部とを備えることを特徴とする光送信装置。
14. 【請求項１４】 各波長の光信号を送信する複数の光送
    信装置と、各光送信装置の出力信号を合波して光伝送路
    に送出する光合波器と、必要なら光伝送路の光波長多重
    信号を光増幅する光増幅器と、光増幅器の出力信号を各
    波長の光信号に分波する光分波器と、光分波器の各出力
    信号を受信する複数の光受信装置とを備える光波長多重
    伝送システムの前記光送信装置において、 光源となるレーザダイオードと、 前記レーザダイオードの光出力を変調する外部光変調器
    と、 前記外部光変調器の出力信号の一部を光分岐して得たモ
    ニタ出力に基づき該外部光変調器の光出力を一定に制御
    する前記レーザダイオードのバイアス電流制御部と、 前記レーザダイオードの動作温度のモニタ出力に基づき
    該レーザダイオードの動作温度を一定に制御する動作温
    度制御部と、 前記レーザダイオードのバイアス電流のモニタ出力に基
    づき、該レーザダイオードの光波長が一定となるよう
    に、前記動作温度制御部の温度設定値を制御する波長一
    定制御部とを備えることを特徴とする光送信装置。